新建金華至建德高速鐵路項目水土保持評價分析

韓岳鋒

(浙江中冶勘測設(shè)計有限公司,浙江 杭州 310009)

1 概述

金華至建德鐵路是長三角城際網(wǎng)的重要組成部分,可與衢州至建德城際、皖贛新雙線、新金溫、杭黃鐵路共同構(gòu)成區(qū)域快速鐵路網(wǎng),滿足長三角地區(qū)內(nèi)部的城際客流需求。工程線路包括金華至建德段及金華至東孝段,總長81.918 6 km,其中新建線路總長71.605 6 km,改建線路總長10.313 km,項目組成包括路基工程、橋涵工程、隧道工程、站場工程和改移工程[1]。工程新建正線全長64.508 km,其中路基6.12 km,新建橋梁36.96 km/39座,框架橋2 790.5頂平米/10座,涵洞955.4橫延米/34座,公路涵13.6橫延米/1座,隧道21.430 km/21座,全線設(shè)站場5座,改移工程9 903 m/76處,均為改路。全線設(shè)棄渣場64.42 hm2/29處,施工便道24.37 hm2/44.29 km,施工臨時棧橋0.93 hm2/2處,水上施工平臺0.64 hm2/2處,臨時電力線路3.86 hm2/25.7 km,給水干管路3.61 hm2/24.10 km,施工生產(chǎn)生活區(qū)24.03 hm2/3處,鋪軌基地6.0 hm2/1處,雙塊式軌枕預(yù)制廠4.0 hm2/1處,混凝土集中拌合站12.99 hm2/9處,填料集中拌和站2.40 hm2/3處,臨時材料廠1.40 hm2/2處,表土堆場22.06 hm2/20處,中轉(zhuǎn)料場3.5 hm2/7處,鉆渣泥漿沉淀池8.03 hm2/332座。工程土石方開挖總量761.02萬 m3,填筑總量261.05萬 m3,開挖自身利用量261.05萬 m3,棄方499.97萬 m3[2]。

2 水土流失防治目標(biāo)

按照《生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50434-2018)(以下簡稱“標(biāo)準(zhǔn)”)的有關(guān)規(guī)定,結(jié)合水利部、浙江省水利廳公布的國家級、省級水土流失重點預(yù)防區(qū)和重點治理區(qū)等通知、公告可知[3]:工程線路DK59+080～DK60+120段(建德市境內(nèi))長1.04 km穿越新安江國家級水土流失重點預(yù)防區(qū)、省級不涉及,工程線路DK55+700～DK61+700段長6.0 km穿越富春江-新安江國家級風(fēng)景名勝區(qū)(其中DK56+000～DK56+600段穿越二級保護(hù)區(qū),其他路段穿越外圍保護(hù)區(qū));工程DK0+000～DK1+900段、金華至東孝段全線位于金華市城市區(qū)域(以下行線計,樁號G×K355+193.504～G×K362+016.649),屬于縣級及以上城市區(qū)域。因此,以上路段執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn),但沿線位于四級以上河道(金華江/蘭江/新安江)兩岸3 km匯流范圍內(nèi)或周邊500 m范圍內(nèi)有鄉(xiāng)鎮(zhèn)、居民點,故工程其余路段執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn),同一項目涉及兩個以上防治標(biāo)準(zhǔn)等級區(qū)域時,應(yīng)確定分段指標(biāo)值和綜合指標(biāo)值,方案考慮利用線路長度加權(quán)平均計算綜合指標(biāo)值。工程最終得到的綜合指標(biāo)值見表1。

表1 水土流失防治目標(biāo)(綜合指標(biāo)值)

3 水土保持評價

3.1 主體工程選址水土保持評價

3.1.1 水土流失重點防治區(qū)

工程線路DK59+080～DK60+120段(建德市境內(nèi))長1.04 km受新安江橋位及杭黃鐵路建德東站銜接要求、地形地貌及技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)等限制因素,工程線路無法避開新安江國家級水土流失重點預(yù)防區(qū),穿越長度1.04 km位于屏峰山隧道(樁號DK59+070～DK61+138.01)范圍內(nèi),隧道進(jìn)口和出口均不在保護(hù)區(qū)范圍內(nèi),工程100%線位采用隧道形式穿越該區(qū)域,有效減少地表擾動和植被破壞。同時,方案在該段線路采取一級防治標(biāo)準(zhǔn),并在基礎(chǔ)上提高部分防治指標(biāo),優(yōu)化施工工藝方式,控制水土流失對重點預(yù)防區(qū)影響。

3.1.2 生態(tài)敏感區(qū)

通過前期研究優(yōu)化線路方案,工程選線繞避了其中的13處重要環(huán)境敏感區(qū),但受線路走向限制,仍不可避免的穿越了富春江-新安江國家級風(fēng)景名勝區(qū)1處環(huán)境敏感區(qū)。工程DK55+700～DK61+700段以隧道、橋梁、路基形式穿越,穿越長度6 000 m,二級保護(hù)區(qū)內(nèi)線路長度600 m,外圍保護(hù)帶內(nèi)線路長度5 400 m,未穿越一級保護(hù)區(qū)。經(jīng)論證:工程對“兩江一湖”風(fēng)景名勝區(qū)影響較小,但對景區(qū)內(nèi)的植被資源有一定的破壞作用,施工期間需加強管理,施工結(jié)束后通過綠化進(jìn)行植被和景觀的恢復(fù),盡量減少影響程度。此外,在后續(xù)方案設(shè)計時針對橋梁設(shè)計應(yīng)采用體現(xiàn)新安江特色的建筑形式等,使其與周邊景觀融為一體,使本工程的建設(shè)在格局、形式等均符合風(fēng)景資源保護(hù)的整體要求。

3.1.3 崩塌滑坡泥石流地質(zhì)災(zāi)害點

根據(jù)《新建金華至建德高速鐵路地質(zhì)災(zāi)害危險性評估報告》可知,工程區(qū)崩塌災(zāi)害點9處,其中穩(wěn)定性較好的有2處,較差的有3處,穩(wěn)定性差的有4處,但大部分崩塌距離擬建鐵路工程較遠(yuǎn),僅W02對擬建鐵路工程地質(zhì)災(zāi)害危險性為中等,其余8處危險性較小。評估區(qū)發(fā)育滑坡2處,均為巖質(zhì)滑坡,穩(wěn)定性較差,但距離擬建鐵路工程均較遠(yuǎn),對擬建鐵路工程的地質(zhì)災(zāi)害危險性均較小,施工中對各地質(zhì)災(zāi)害點采取支撐加固、坡面防護(hù)[4],選擇合理的開挖和爆破方式,坡面防護(hù)、監(jiān)測、生態(tài)等措施進(jìn)行防護(hù)。

3.1.4 生態(tài)紅線

工程全線不涉及生態(tài)保護(hù)紅線,距離生態(tài)紅線最近距離約1.5 km。

3.1.5 棄渣場占用永久基本農(nóng)田情況分析

經(jīng)土石方平衡綜合利用后,仍有棄渣需要設(shè)置棄土(渣)場堆置,因建德、蘭溪地區(qū)永久基本農(nóng)田廣布,本項目棄土(渣)場涉及占用部分永久基本農(nóng)田,其中蘭溪涉及占用永久基本農(nóng)田3處,面積約3.950 3 hm2,建德涉及占用永久基本農(nóng)田16處,面積約12.801 2 hm2。棄渣場在投入使用前須完成臨時用地審批手續(xù),未完成相應(yīng)手續(xù)前,不得投入使用,啟用時應(yīng)按照水土保持要求先對表土耕作層土壤剝離保存,減少對耕作層的破壞,臨時占用一般不超過兩年,到期后應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)及時復(fù)墾恢復(fù)原種植條件。

3.1.6 總體評價

從水土保持角度分析,工程不存在重大水土保持制約性因素,在全面實施主體設(shè)計和本方案補充完善的水土保持措施前提下,工程建設(shè)是可行的[5]。

3.2 建設(shè)方案與布局水土保持評價

3.2.1 建設(shè)方案評價

1)工程平縱面分析評價

(1)工程婺城段、蘭溪段主要以平原為主,建德段以低山丘陵為主,主體設(shè)計在線路平縱斷面設(shè)計上充分考慮了沿線地形地貌特點,在平原區(qū)路段主要以橋梁形式通過,在低山丘陵路段主要以穿山隧道、山澗架橋形式通過,正線橋隧路段占整個線路長度的90.52%,有效的減少了路基開挖填筑土石方量及擾動地表面積,局部利用開挖山體,移挖作填,減少棄方數(shù)量,有利于水土保持。

(2)工程全線無填高大于20 m、挖深大于30 m路段,主要深挖路段有4處,分別為:DK19+211.30～DK19+358.91段、DK33+711.74～DK33+917.90段、DK43+572.04～DK43+641.61段和DyK62+227～DyK62+418.1段,路塹邊坡采用擋墻收坡,墻頂邊坡采用空心磚客土植草防護(hù)、孔窗式護(hù)坡,路塹邊坡較高時采用C35鋼筋混凝土樁板墻收坡,樁板墻截面2×2.25 m2,樁間距6 m,樁長16 m,墻頂以上采用孔窗式護(hù)坡或框架錨桿防護(hù),其余邊坡采用客土植草。

2)站場工程分析評價

(1)平面布置。工程新建站場2個,為蘭溪東站及大洋站。蘭溪東站選址位于蘭溪市化里村境內(nèi),交通便利,工程結(jié)合地形對既有道路適當(dāng)改移,使通站道路及通工區(qū)道路與社會道路相聯(lián)通,蘭溪東站布局充分利用現(xiàn)狀地形,因地制宜,平面布置合理。大洋站選址位于建德市大洋鎮(zhèn)南山村境內(nèi),既有通南山村鄉(xiāng)道平行于車站站前廣場,車站結(jié)合地形條件利用該道路與外界聯(lián)系,大洋站平面布置合理。

(2)豎向設(shè)計。蘭溪東站現(xiàn)狀地面高程70.3～78.6 m,設(shè)計標(biāo)高69～70.9 m,大洋站現(xiàn)狀地面高程75.7～89.2 m,設(shè)計標(biāo)高70.36 m。車站填方段依據(jù)地勢及自然水系,設(shè)置排水涵洞,車站排水經(jīng)排水涵洞排入自然水系。車站路塹范圍內(nèi)設(shè)天溝,車站到發(fā)線與正線間根據(jù)排水需要設(shè)縱向排水槽,全站縱向側(cè)溝、天溝橫向排水溝和涵洞相互溝通,形成排水系統(tǒng),順地勢排入自然水系。綜上,蘭溪東站及大洋站豎向設(shè)計合理。

3)改移工程分析評價

工程全線改移工程76處,均為改路,主要是對地面道路與鐵路交叉交角較小,將地面道路適當(dāng)改移,使交叉口順直,道路的改移施工應(yīng)與線路路基一樣,采取一定的臨時防護(hù)措施,同時結(jié)合當(dāng)?shù)芈肪W(wǎng)規(guī)劃,避免多次改移,道路改移完成后應(yīng)貫通原道路排水系統(tǒng),對于原老路無法利用的進(jìn)行拆除,根據(jù)周邊地塊用地類型進(jìn)行整治,交還當(dāng)?shù)亍?/p>

3.2.2 工程占地分析與評價

1)永久占地分析評價

(1)綜合用地指標(biāo):新建線路64.508 km,工程永久用地213.25 hm2,綜合用地指標(biāo)為3.305 8 hm2/km,滿足《新建鐵路工程項目建設(shè)用地指標(biāo)》中綜合用地指標(biāo)8.647 8 hm2/km的相關(guān)規(guī)定。

(2)區(qū)間路基用地指標(biāo):新建區(qū)間路基長度9.51 km(其中正線區(qū)間路基長度4.23 km,金華至東孝改建滬昆線區(qū)間路基長度5.28 km),全線區(qū)間路基用地7.14 hm2,則區(qū)間路基用地指標(biāo)為0.750 8 hm2/km,滿足區(qū)間路基用地指標(biāo)9.065 hm2/km的相關(guān)規(guī)定。

綜上所述,路基及綜合用地指標(biāo)均低于規(guī)定值,因此,本工程永久占地指標(biāo)是合理的。

2)臨時占地分析評價

經(jīng)方案調(diào)整優(yōu)化后工程占地總面積368.37 hm2,對比主體工程占地,棄渣場占地面積減少17.67 hm2,增加表土堆場占地11.45 hm2,增加中轉(zhuǎn)料場占地3.50 hm2,綜合比較,方案調(diào)整優(yōu)化后工程占地減少2.72 hm2,工程占地類型主要是林地和耕地等,工程占地類型中林地最大,其次是耕地,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定影響,施工后期鐵路紅線內(nèi)綠化和棄渣場植被恢復(fù),可降低植被破壞的影響。

3.2.3 土石方平衡分析與評價

工程土石方開挖總量761.02萬 m3,填筑總量261.05萬 m3,開挖自身利用量261.05萬 m3,無借方,棄方499.97萬 m3。主體設(shè)計優(yōu)化工程縱斷面設(shè)計,盡量減少土石方挖填量,方案優(yōu)化水土保持措施設(shè)計,臨時排水溝結(jié)合永久排水溝進(jìn)行布設(shè),避免二次挖填,開挖土石方盡量自身調(diào)運利用,隧道開挖洞渣用于路基填筑、結(jié)構(gòu)物臺背回填、擋墻、排水溝、沉沙池等工程襯砌,實現(xiàn)土石方內(nèi)部自身綜合利用,有利于水土保持。同時,剝離的表土用于后期綠化覆土及植被恢復(fù)覆土,實現(xiàn)了土石方資源合理利用,工程棄方堆置于棄渣場,后期根據(jù)實際情況運至周邊林道、村道提升改造工程綜合利用,從整體上對保護(hù)生態(tài)環(huán)境有利。

3.2.4 取土(石、料)場設(shè)置評價

經(jīng)土石方平衡后,工程無借方,工程蘭溪、建德境內(nèi)涉及大量的隧道開挖,洞渣材質(zhì)較好,能滿足工程自身填筑料要求,金東區(qū)、婺城區(qū)境內(nèi),屬平原地區(qū),需要填筑的石方主要從本工程蘭溪建德境內(nèi)自身開挖料調(diào)運,符合當(dāng)?shù)赝潦嚼脤嶋H情況。

3.2.5 棄余土(石、渣)場設(shè)置評價

1)棄方處置分析與評價

工程棄方主要集中在建德市境內(nèi)隧道洞渣,占棄方總量約48%,其余為隧道、路基、站場、橋梁等開挖的土石方,經(jīng)土石方綜合平衡后,工程棄方499.97萬 m3,包括土方54.05萬 m3、石方348.18萬 m3、一般土石方57.58萬 m3、鉆渣31.99萬 m3、拆遷建筑材料5.72萬 m3,拆遷廢棄物2.45萬 m3。可考慮作為道砟和混凝土拌合料、制作機制砂等自身綜合利用;拆遷建筑材料可直接用于當(dāng)?shù)鼐用穹课萁ㄖ褂谩?/p>

2)橋梁鉆渣泥漿處置

橋梁基礎(chǔ)施工產(chǎn)生的鉆渣易流動,極易產(chǎn)生水土流失,施工時布設(shè)沉淀池固化鉆渣泥漿,金東區(qū)及婺城區(qū)橋梁鉆渣經(jīng)固化后蘭溪市棄渣場堆置,蘭溪市及建德市橋梁鉆渣經(jīng)固化后就近運至沿線棄渣場堆置。

3)棄渣場堆置

由于工程棄方量較大,且棄渣點多在山區(qū),考慮設(shè)置棄渣場堆置棄方,主要包括路基、隧道、站場、橋梁開挖的土石方、鉆渣以及沿線拆遷廢棄物等。主體設(shè)計隧道、路基、站場等專業(yè)共布設(shè)棄渣場35處,經(jīng)優(yōu)化最終共設(shè)置了29處棄渣場堆置沿線棄方,堆渣量451.35萬 m3,占地67.24 hm2,占地類型主要為耕地和林地。方案優(yōu)化后全線布設(shè)的29處棄渣場均在鐵路沿線地形條件相對較好,下游無居民及其他環(huán)境敏感區(qū),不屬于河道管理范圍內(nèi),不影響河道行洪安全,棄渣場選址是合理的。

3.2.6 施工方法與工藝評價

(1)土石方工程。主要采用機械施工,施工機械為挖掘機配自卸汽車,路基工程采用了國內(nèi)較為成熟的施工工藝和施工機械。

(2)橋梁工程。本線路特大橋及大中橋簡支梁采用制梁廠預(yù)制,架橋機架設(shè)施工,連續(xù)梁采用懸臂澆注施工,墩臺采用模筑現(xiàn)澆,基礎(chǔ)采用機械鉆孔施工。橋墩施工時,在河道保護(hù)范圍外,旱橋或引橋下空地設(shè)置沉淀池固化鉆渣,鉆渣固化運至棄渣場或合法消納場。

另外工程沿線大部分位于低山丘陵區(qū),建議主體工程下階段優(yōu)化橋梁基礎(chǔ)施工工藝,建議采用鉆孔灌注樁施工中的“干鉆”或施工便捷、造價低的挖孔樁,“干鉆”施工不產(chǎn)生鉆渣泥漿,產(chǎn)生的土石渣防護(hù)簡單,且不易流失,而且較鉆渣泥漿防護(hù)難度小,水土流失小。

(3)鋪軌工程

采用工程設(shè)置的軌排基地組裝軌排,工程列車運輸軌排,機械鋪軌,鋪渣采用工程列車上碴,底渣和渣帶采用汽車上渣。主體工程的施工工藝從水土保持角度考慮基本合理,但存在以下問題:主體工程未對橋涵基礎(chǔ)鉆渣處理,棄渣場、施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工便道、臨時電力線路、給水干管路、表土堆場的防護(hù)措施未設(shè)計,在防護(hù)措施章節(jié)中應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的防護(hù)措施補充設(shè)計,同時對棄渣場水土流失防治措施施工工藝補充完善。

4 結(jié)語

通過水土保持評價,可以得到以下結(jié)論:

(1)從水土保持角度分析,工程選址不存在制約性因素,工程建設(shè)可行[6]。

(2)主體工程在施工組織、施工工藝等方面基本可行,符合線型建設(shè)類工程和南方紅壤區(qū)生產(chǎn)建設(shè)項目特殊規(guī)定,主體工程設(shè)計的水土保持措施的設(shè)計基本合理,從水土保持角度看,主體工程總體可行。主體工程設(shè)計中,凡涉及到主體工程生產(chǎn)運行安全的防護(hù)工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),能達(dá)到水土保持要求。

(3)工程占地方面,部分施工臨時設(shè)施布置在項目永久占地范圍內(nèi),減少了對周邊土地的擾動,保護(hù)了土地資源,減少了可能產(chǎn)生的水土流失量,對水土保持和生態(tài)環(huán)境保護(hù)有利。

(4)通過現(xiàn)場踏勘,結(jié)合工程實際情況,路基工程挖方首先考慮用于自身填筑,剝離的表土用于覆土工程,拆遷建筑材料盡量社會化利用,隧道工程開挖洞渣盡可能調(diào)運至路基工程、站場工程和臨時工程利用,實現(xiàn)了土石方資源合理利用。

(5)本工程施工均采用較為先進(jìn)的施工工藝。采取以機械施工為主,適當(dāng)配合人力施工,并考慮以專業(yè)化、機械化的施工隊伍為主。

(6)下階段需完善和深入研究的問題:從水土保持角度考慮,主體設(shè)計的工程措施和植物措施均能從不同角度達(dá)到防治水土流失的效果,能起到較好的水土保持作用,但對施工期間臨時防護(hù)和臨時設(shè)施防護(hù)考慮不充分,本方案將予以補充、完善,并提出相應(yīng)的施工管理措施。